![]()
刘文婷,杨建青,陆燕燕,等.应用于复合材料诊断的声发射检测技术综述[J].绝缘材料,2024,57(6):9-16.LIU Wenting, YANG Jianqing, LU Yanyan, et al. Review of acoustic emission detection techniques applied to composite material diagnosis[J]. Insulating Materials,2024,57(6):9-16.
复合材料以其出色的比强度、比模量、材料性能设计能力等特性，在航空航天、船舶、民用产品等工程结构领域有广泛的用途。在复合材料的制造和使用过程中，难以观察到内部损伤，这会严重影响其可靠性，因此，复合材料结构的开发、设计和质量检查都需要对其失效过程和失效机制进行深入探讨。
（1）基体开裂。在承受载荷的情况下，基体的脆弱部位会因应力的集中而出现裂纹，随着载荷的增加，材料内部发生塑性变形，裂纹沿缺陷处产生和发展，基体裂缝逐渐扩大。但是在裂纹顶端，没有足够的应力集中来破坏纤维，因此裂纹会沿着纤维持续扩展，在基体与纤维间产生脱胶现象。（2）界面分层。材料上、下两层之间的铺放角不一样，造成它们之间的刚性差别，引发不协调的变形，最终导致层间应力的差异。当应力差超过剪切强度时，便会导致分层现象的出现。（3）纤维断裂。如果基体中的裂缝扩展，此时载荷的继续增加会导致局部应力集中，达到纤维强度的极限，可能会引发纤维断裂。当材料或者结构体表面发生局部破坏，产生能量的释放会以瞬时弹性波的形式由损伤处传播到材料的表面，从而引起材料或结构部件表面的机械振动，这种弹性波向外传播扩散的现象被人们常称为声发射现象，引起能量释放的材料称为声发射源。声发射技术是使用灵敏度极高的电子仪器对这种声发射现象中产生的弹性波进行采集、记录，并将弹性波转变为电信号，再经放大与采集后，得出声发射的特征参数并进行分析，原理如图1所示。
![]()
▲ 图1 声发射技术原理
声发射技术的可以对损伤过程进行实时观测，并且在这个过程中可以获得关于损伤缺陷的动态信息，是一种高效的无损动态损伤探测技术。利用声发射技术，可以实时监测和评估产品的损伤情况，通过分析损伤分布和实时数据，对损伤区域、类型和程度进行评估。
目前声发射信号的常用分析方法可分为参数分析法和波形分析法。参数分析法利用声发射信号的参数来分析声发射源特征，因能够提取更多的信息而备受青睐，其分析和评估声发射信号的方法主要有计数分析法、幅值分析法和能量分析法。波形分析法利用信号波形来研究声发射源特征，因其成熟的发展而备受推崇，其分析和评估声发射信号的方法主要有谱分析法和小波分析法。此外，随着人工智能技术的不断进步，先进的技术如模式识别、模糊分析等已被广泛应用于声发射信号的分析领域。大量的研究表明，虽然复合材料的破坏机制十分复杂，但不同的损伤所对应的声发射信号却呈现出明显的差异性特征，据此能够有效地区分出复合材料的多种失效模式。因此，声发射技术在探测复合材料的损伤和破坏方面展现出独特的优越性，获得了显著的成效。本文综述了声发射技术在研究复合材料损伤机理方面的分析方法和应用现状，对声发射技术在复合材料损伤机制研究中的优点和缺点进行了全面阐述，同时对需要迫切解决的关键技术进行了探讨，并对其在复合材料领域的应用前景进行了展望。具体内容可查阅《绝缘材料》2024年第6期（点击此处可免费阅读全文）。
![]()
张楚岩，中国地质大学（北京）信息工程学院，副教授/博士生导师，学科带头人。中国电工技术学会第九届理事会青工委委员；中国能源学会专家组委员。主持国家自然科学基金、国家工程实验室开放基金、教育部中央高校基本科研业务费专项基金等项目。发表SCI/EI检索论文40余篇，授权发明专利4项，曾获中国南方电网有限公司科技进步一等奖1项，作为主要人员出版2部学术专著。
![]()
刘文婷，中国地质大学（北京）信息工程学院硕士研究生，主要从事高电压与绝缘技术的研究。
![]()
《绝缘材料》创刊于1966年，由桂林电器科学研究院有限公司主办，是专业技术权威的电工技术类全国中文核心期刊，同时被多家著名数据库收录。《绝缘材料》一直专注于绝缘材料及其相关领域的学术报导，已经成为材料、电子电器领域知名媒体，及时、全面、全力为绝缘材料的研究、制造、应用、销售和管理等领域打造技术交流和信息传递的平台。中国学术期刊综合评价数据库（CAJCED）来源期刊中国科技论文统计与引文分析数据库（CSTPC）来源期刊
美国《乌利希期刊指南（网络版）》（Ulrichsweb）
美国《科学引文索引（扩展库）》（SCIE）施引文献客观报导绝缘材料及其相关领域的科研成果与动态，构建绝缘行业技术和市场信息传播与交流的平台，促进绝缘行业的技术发展。桂林电器科学研究院是绝缘行业归口单位，是中国电器工业协会绝缘材料分会、中国电工技术学会绝缘材料与绝缘技术专业委员会秘书处承担单位，编辑出版中文核心期刊《绝缘材料》，负责组织开展绝缘材料领域的新技术、新产品、新工艺的推广工作以及技术交流活动，为企业提供行业信息咨询服务，促进企业技术创新。定期举办大型技术交流会，为绝缘材料的产学研用搭建交流平台，推动我国绝缘行业的发展。
